-
Die
Erfindung betrifft einen Wagenheber für Kraftfahrzeuge bzw. Klein-Nutzfahrzeuge.
-
Wagenheber
der vorgenannten Art werden üblicherweise
von Hand betätigt,
was mühsam
ist. Außerdem
sind herkömmliche
Wagenheber vergleichsweise sperrig und unhandlich. Die Handhabung
von Wagenhebern ist zusätzlich
auch durch weitere Unannehmlichkeiten geprägt, wie beispielsweise der
Gefahr, sich die Hände
bzw. Kleider schmutzig zu machen. Deshalb werden herkömmliche
Wagenheber nur im Notfall verwendet.
-
Um
die zum Anheben von Kraftfahrzeugen notwendige Kräfte auf
das gebotene Minimum zu beschränken,
weisen herkömmliche
Wagenheber ein Untersetzungsgetriebe auf, das an den Antriebsmechanismus
des Wagenhebers gekoppelt ist.
-
Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen Wagenheber
gemäß dem Oberbegriff von
Schutzanspruch 1 mit einem noch größeren Handhabungskomfort bereitzustellen,
der sich ferner durch eine hohe Vielseitigkeit der Anwendungsmöglichkeiten
auszeichnen soll. Ein solcher Wagenheber soll erfindungsgemäß mit möglichst
vielen Standardkomponenten bereitgestellt werden, um den konstruktiven
Aufwand zu verringern.
-
Diese
und weitere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden
Erfindung durch einen Wagenheber mit den Merkmalen nach Schutzanspruch
1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der rückbezogenen
Unteransprüche.
-
Erfindungsgemäß zeichnet
sich der Wagenheber durch einen Elektro-Kleinmotor, beispielsweise einen
Permanentmagnet-Gleichstrommotor, aus, der an das Untersetzungsgetriebe
gekoppelt und für
den Anschluss an eine elektrische Anlage des Kraftfahrzeugs bzw.
Klein-Nutzfahrzeugs ausgelegt ist. Der Wagenheber braucht also nicht
mehr mühsam
von Hand betätigt
zu werden. Vielmehr ist es zum Betrieb ausreichend, einen Anschlussstecker
oder dergleichen mit dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs
bzw. Klein-Nutzfahrzeugs zu verbinden und den so mit Strom versorgten
Wagenheber zu bedienen. Der erfindungsgemäße Wagenheber zeichnet sich
deshalb durch einen sehr viel höheren
Handhabungskomfort aus, so dass dessen Einsatz nicht mehr nur auf
Notfälle
beschränkt
zu sein braucht.
-
Zur
elektrischen Stromversorgung ist ein Anschlussmittel vorgesehen,
das an geeigneter Stelle mit dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs bzw.
Nutzfahrzeugs verbindbar ist. Grundsätzlich kann hierzu eine einfache
Stromklemme zum Anschluss an die Batterie des Fahrzeugs ausreichend sein.
Bevorzugt werden jedoch Anschlussstecker, die in heutzutage in Kraftfahrzeugen
standardmäßig vorgesehene
Anschlussbuchsen eingesteckt werden können. Bekanntermaßen weisen
viele Kraftfahrzeuge etwa im Bereich des Kofferraums solche Anschlussbuchsen
auf, beispielsweise für
den Betrieb von Kühlboxen.
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Anschlussmittel kompatibel zu dem elektrischen Zigarettenanzünder von Kraftfahrzeugen,
so dass der Wagenheber bei geöffneter
Fahrer- oder Beifahrertür
betrieben werden kann und das Öffnen
weiterer Türen
bzw. Klappen nicht mehr erforderlich ist.
-
Erfindungsgemäß sind das
Untersetzungsgetriebe und der Elektro-Kleinmotor so ausgelegt, dass
eine Eingangsstromstärke
des Elektromotors bei der bestimmungsgemäßen maximalen Last kleiner
als etwa 10 A ist. Diese Stromstärke
wird üblicherweise
in elektrischen Zigarettenanzündern
von Kraftfahrzeugen verwendet. Beim Anschluss des erfindungsgemäßen Wagenhebers
an den elektrischen Zigarettenanzünder löst deshalb keine Sicherung
der Bordelektrik aus. Erfindungsgemäß sind das Untersetzungsgetriebe
und der Elektro-Kleinmotor ferner so ausgelegt, dass die vorgenannte
Eingangsstromstärke
bei einer maximalen Last fließt,
die auf die Nutzlast des bestimmungsgemäßen Kraftfahrzeugs bzw. Klein-Nutzfahrzeugs
angepasst ist und bevorzugt zumindest 800 kg, bevorzugter zumindest
1500 kg beträt
und noch bevorzugter zwischen etwa 1500 kg und etwa 2000 kg liegt.
-
Zur
Erzielung einer geeigneten Untersetzung ist das Untersetzungsgetriebe
bevorzugt zweistufig ausgebildet, wenngleich grundsätzlich auch
drei oder mehr Stufen vorgesehen sein können. Bei einem zweistufigen
Untersetzungsgetriebe kämmt
das Abtriebsritzel des Elektromotors unmittelbar mit einem ersten
Zahnrad, das unmittelbar in ein Ritzel eingreift, das mit dem ersten
Zahnrad gekoppelt ist. Bevorzugt ist dieses Ritzel einstückig mit
dem ersten Zahnrad ausgebildet, so dass Energie- und Reibungsverluste minimiert
sind. -Dieses weitere Ritzel kämmt
bevorzugt mit einer Außenverzahnung
auf einem Antriebszahnrad, das drehfest und axialfest mit der Spindel des
Wagenhebers ist.
-
Für eine noch
kompaktere Auslegung des Wagenhebers können das erste Zahnrad und
das Antriebszahnrad so angeordnet sein, dass deren Grundkreisflächen miteinander überlappen.
-
Bevorzugt
ist der Elektromotor so an einer Tragplatte für das Untersetzungsgetriebe
befestigt, dass die Mittelachse des Elektromotors parallel zu der
Spindel des Wagenhebers ist. Die maximale Höhe des Wagenhebers wird somit
stets durch den Abstand zwischen dem Fußabschnitt und dem Wagenauflageabschnitt
bestimmt, und zwar in jeder Drehstellung der Spindel.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden, woraus sich weitere Merkmale, Vorteile und zu
lösende
Aufgaben ergeben werden und worin:
-
1 in einer Perspektivansicht
einen Wagenheber gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
2 in einer perspektivischen
Explosionsdarstellung den Aufbau des Wagenhebers gemäß der 1 darstellt;
-
3 in einem schematischen
Teilschnitt den Wagenheber gemäß der 1 darstellt; und
-
4 ein Flussdiagramm des
Betriebs eines erfindungsgemäßen Wagenhebers
darstellt.
-
In
den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder
im Wesentlichen gleichwirkende Elemente oder Elementgruppen.
-
Der
Wagenheber gemäß der 1 ist ein Parallelogramm-Wagenheber,
wenngleich die vorliegende Efrindung ausdrücklich auch auf andere Arten von
Wagenhebern Anwendung finden soll, beispielsweise Wagenheber mit
einem Hubstangen-Antriebsmechanismus. Gemäß der 1 umfasst der Wagenheber einen Fuß 24 und
eine Wagenauflage 21, die relativ zu dem Fuß 24 angehoben
und abgesenkt werden kann. Der Wagenheber umfasst ein Paar von ersten
Armen 15, die in der Wagenauflage 21 gelenkig
drehbar um Bolzen, beispielsweise Nieten, aufgenommen sind, sowie
ein Paar von zweiten Armen 30, die in dem Fuß 24 gelenkig
drehbar um Bolzen, beispielsweise Nieten, aufgenommen sind. Die
Paare von ersten und zweiten Armen 15, 30 bilden
in der bekannten Weise ein Parallelogramm. Die ersten und zweiten
Arme 15, 30 sind gelenkig miteinander verbunden,
mit einer Schraube bzw. einem Bolzen 14 als Drehachse.
Eines dieser Gelenke trägt
eine Mutter 22, durch die sich das vordere Ende der Spindel 17 erstreckt.
Das hintere Ende der Spindel 17 ist mit dem Untersetzungsgetriebe 20 gekoppelt,
wie nachfolgend beschrieben. Wie in der 1 ersichtlich, sind die Enden der ersten
und zweiten Arme 15, 30 mit Zähnen 31 versehen,
die miteinander in Eingriff stehen.
-
Zur
Betätigung
des Wagenhebers ist ein Elektro-Kleinmotor 100, beispielsweise
ein Permanentmagnet-Gleichstrommotor, so an der Tragplatte 12 befestigt,
dass eine Mittelachse des Elektromotors 10 parallel zu
der Spindel 17 verläuft.
Der Elektromotor 100 und der von den Armen 15, 30 und
der Spindel 17 ausgebildete Antriebsmechanismus sind somit
versetzt hintereinander angeordnet. Der Elektromotor 100 erzeugt
eine Drehantriebskraft, die von dem Untersetzungsgetriebe 20 in
eine Drehbewegung der Spindel 17 umgesetzt wird, um die
Wagenauflage 21 anzuheben und abzusenken.
-
Zur
Bedienung des Wagenhebers ist eine Bedienung 18 in der
Art einer Fernbedienung mit Aufwärts-
und Abwärtsschaltern
vorgesehen. Die Bedienung 18 ist über ein Stromversorgungskabel
mit einem Anschlussstecker 19 verbunden, der kompatibel zu
einem üblichen
elektrischen Zigarettenanzünder für Kraftfahrzeuge
ist. Durch Einstecken des Anschlusssteckers 19 in die Zigarettenanzünder-Aufnahme
von Kraftfahrzeugen kann somit der erfindungsgemäße Wagenheber mit Strom versorgt
werden. Selbstverständlich
kann der Anschlussstecker 19 auch anders ausgebildet sein,
beispielsweise zum Einstecken in eine Anschlussbuchse im Kofferraum von
Kraftfahrzeugen. Die Kabel zum Verbinden des Anschlusssteckers 19 mit
der Bedienung 18 und zum Verbinden der Bedienung 18 mit
dem Wagenheber sind dabei ausreichend lang bemessen, sodass der Wagenheber
an geeigneter stelle an dem Kraftfahrzeug positioniert werden kann.
Bei dem dargestellten Beispiel unterbrechen also die Aufwärts- und
Abwärtsschalter
der Bedienung 18 die elektrische Stromversorgung des Wagenhebers.
Selbstverständlich
kann der erfindungsgemäße Wagenheber auch
mit einer Fernbedienung gesteuert werden, beispielsweise einer Infrarot- oder Funk-Fernbedienung, in
welchem Fall die Bedienung 18 durch eine Steuereinrichtung,
wie nachfolgend beschrieben, mit einem Empfänger für Steuersignale der Fernbedienung
versehen wäre.
-
Die
Hubbewegung des Antriebsmechanismus ist im Wesentlichen durch die
Längen
der Spindel 17 sowie der Arme 15, 30 vorgegeben.
Erfindungsgemäß ist der
Wagenheber nicht über
eine untere und obere Endposition hinaus verstellbar, die von Endpositions-Detektionsmitteln
detektiert werden. Bei dem dargestellten Beispiel sind diese Endpositions-Detektionsmittel
durch mechanische untere 23 und obere 25 Endabschalter
realisiert, wenngleich die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise
kann die untere und obere Endposition auch optisch, elektrisch,
magnetisch oder in anderer Weise mechanisch ausgelesen werden. Beispielsweise
können
zu diesem Zweck geeignete Markierungen an den Armen 15, 30 und/oder
der Spindel 17 vorgesehen sein, die von geeignet ausgebildeten
Endpositions-Detektionsmitteln ausgelesen werden, um den Antrieb
des Elektromotors 100 abzuschalten, wenn die obere oder
untere Endposition erreicht ist, was nachfolgend ausführlicher
anhand der 4 beschrieben
werden wird.
-
Gemäß der 1 sitzt der Endabschalter 23 für die obere
Endposition in dem Fuß 24,
wobei das Federblech des Endabschalters 23 mit der Unterseite des
zweiten Arms 30 zusammenwirkt, um den Elektromotor 100 bei
Erreichen einer vorbestimmten oberen Endposition abzuschalten. Gemäß der 1 sitzt der Endabschalter 25 für die untere
Endposition in einem der zweiten Arme 30, wobei das dargestellte Federblech
des Endabschalters 25 mit der Spindel 17 zusammenwirkt,
um den Elektromotor 100 abzuschalten, wenn die vorbestimmte
untere Endposition des Wagenhebers erreicht ist.
-
Erfindungsgemäß ist die
minimale Hubhöhe des
Wagenhebers bevorzugt auf 12 cm bzw. 13 cm begrenzt und ist die
maximale Hubhöhe
bevorzugt auf 35 cm bzw. 37 cm bzw. 41 cm bzw. 43 cm beschränkt, was
von dem Einsatzzweck des Wagenhebers abhängt und je nach Wagenmodell
variieren kann. Der erfindungsgemäße Wagenheber ist für maximale
Traglasten von etwa 800 kg, bevorzugter von etwa 1500 kg und noch
bevorzugter bis etwa 2000 kg ausgelegt.
-
Der
erfindungsgemäße Wagenheber
ist gleichzeitig so ausgelegt, dass bei der vorgenannten maximalen
Traglast die Stromstärke
zur Versorgung des Elektromotors 100 unter 10 A liegt,
so dass übliche
Sicherungen für
Zigarettenanzünder
in Kraftfahrzeugen, die bei Stromstärken von oberhalb etwa 10 A
auslösen,
beispielsweise mit einem Auslöse-Schwellenwert im
Bereich von 10 A – 15
A, nicht auslösen
können.
Die Betriebsspannung des erfindungsgemäßen Wagenhebers bei der maximalen Traglast
ist dabei auf übliche
Bordspannungen von Kraftfahrzeugen abgestimmt und beträgt beispielsweise
13,8 V ± 1
V.
-
Gemäß der 2 ist das zylindrische Gehäuse des
Elektromotors 100 mittels Befestigungsschrauben 2 an
der Tragplatte 12 befestigt, so dass das von der Stirnseite
des Elektromotorgehäuses senkrecht
abragende Abtriebsritzel 3 durch eine Öffnung in der Tragplatte 12 hindurchragt.
Eine Getriebeabdeckung 1, die im Wesentlichen spiegelsymmetrisch
ausgebildet ist und einen mittleren Abschnitt und zwei seitliche
Flügel
aufweist, ist an die Tragplatte 12 angeschraubt. Wie in
den 2 und 3 dargestellt, ist das Untersetzungsgetriebe
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
zweistufig ausgebildet, wenngleich grundsätzlich auch mehr Untersetzungsstufen
möglich
sind. Gemäß der 3 kämmt das Abtriebsritzel 3 mit
einer Außenverzahnung
des ersten Zahnrads 4, dessen Achse sowohl an der Tragplatte 12 als
auch an der Getriebeabdeckung 1 abgestützt ist. Auf der Achse des
ersten Zahnrads 4 sitzt ein weiteres Abtriebsritzel 6 drehfest
zu dem ersten Zahnrad 4. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind das erste Zahnrad 4 und das weitere Abtriebsritzel 6 einstückig miteinander
ausgebildet, was mechanische Verluste in dem Untersetzungsgetriebe minimiert.
Gemäß der 3 kämmt das weitere Abtriebsritzel 6 mit
der Außenverzahnung
des Antriebszahnrads 11.
-
Das
Antriebszahnrad 11 ist drehfest und axialfest zu der Spindel 17 und
ist mit deren hinterem Ende gekoppelt. Zu diesem Zweck ist an dem
hinteren Ende der Spindel 17 eine Nase oder Abflachung ausgebildet,
die in eine entsprechende Kontur in der Mitte des Antriebszahnrads 11 eingreift.
Die Spindel 17 erstreckt sich durch eine Öffnung der
Tragplatte 12. Eine Hülse
bzw. axialfeste Mutter 16 ist mittels Schrauben 14 an
der Tragplatte 12 befestigt. Wie in der 2 ersichtlich, liegen die Mittelachse
des Elektromotors 100, die Mitte der Öffnung zum Lagern des ersten
Zahnrades 4 und die Mitte der Öffnung zum Lagern des Antriebszahnrads 11 und
der Spindel 17 auf einer Linie. Insgesamt ergibt sich so
ein symmetrischer Aufbau des Untersetzungsgetriebes um die Drehmitte
der Achse zum Lagern des ersten Antriebszahnrades 4. Um
einen noch platzsparenderen Aufbau zu erzielen, kann die Mittelachse
des Elektromotors 100 auch zu der gedachten Verbindungslinie der
Mitten der Öffnung
zum Lagern des ersten Zahnrades 4 und der Öffnung zum
Lagern des Antriebszahnrades 11 und der Spindel 17 versetzt
sein. Wie der Draufsicht gemäß der 3 entnehmbar ist, überlappt
in Draufsicht der Elektromotor 100 mit der Grundkreisfläche des
ersten Zahnrades 4. Ferner überlappen die Grundkreisflächen des
ersten Antriebszahnrades 4 und des Antriebszahnrades 11. Die
Zähnezahlen
des ersten Zahnrades 4 und des Antriebszahnrades 11 sowie
des Abtriebsritzels 3 des Elektromotors 100 und
des weiteren Abtriebsritzels 6 können identisch sein. Um eine
noch größere Laufruhe
des Untersetzungsgetriebes zu erhalten, kann für den Zahneingriff zwischen
den Ritzeln 3, 6 und den Zahnrädern 4, 11 eine
Schrägverzahnung vorgesehen
sein. Insgesamt ist das Untersetzungsgetriebe kompakt aufgebaut,
so dass die Kraftübertragung
vom Elektromotor 100 auf die Spindel 17 mit geringstmöglichem
Reibungs- bzw. Energieverlust erfolgen kann.
-
Der
Wagenheber beinhaltet eine Steuereinrichtung, deren Betrieb nachfolgend
anhand des Flussdiagramms gemäß der 4 näher erläutert wird. Zunächst wird
in dem Schritt S1 bestimmt, ob der Aufwärts- oder Abwärtsschaiter
der Bedienung 18 für
eine Verstellung in eine vorbestimmte Richtung (das heißt aufwärts oder
abwärts)
betätigt
wurde. Falls ein Schalter betätigt
wurde, wird in dem Schritt S2 bestimmt, ob eine Hubbegrenzung in
der vorbestimmten Richtung aktiviert ist. Wie vorstehend ausgeführt, kann
diese Hubbegrenzung durch Detektieren der oberen bzw. unteren Endposition
des Wagenhebers mittels der Endpositions-Detektionsmittel, beispielsweise
der Endabschalter 23, 25, realisiert werden. Falls
die Hubbegrenzung mittels Endabschaltern realisiert ist, kann der
Schritt S2 auch entfallen. Falls in dem Schritt S2 bestimmt wird,
dass die Hubbegrenzung nicht aktiviert ist, oder falls die Endabschalter
den Elektromotor nicht abschalten, erfolgt in dem Schritt S3 die
Verstellung der Wagenauflage in der vorbestimmten Richtung. Solange
der Schalter nicht deaktiviert ist (Schritt S4), wird die Schleife
aus den Schritten S1-S4 wiederholt durchlaufen, solange bis der
Schalter der Bedienung deaktiviert wird. Selbstverständlich kann
diese Schleife sowohl für
ein Anheben als auch für
ein Absenken der Wagenauflage durchlaufen werden.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann
auch vorgesehen sein, dass die untere und obere Endposition automatisch
eingelernt oder durch eine Bedienperson oder im Rahmen der Montage des
Wagenhebers der Steuereinrichtung eingelernt wird. So kann der Wagenheber
in einer vorbestimmten Richtung, das heißt aufwärts oder abwärts, solange verstellt
werden, bis ein Endpositions-Detektionsmittel oder die Bedienperson
anzeigt, dass die obere bzw. untere Endposition erreicht ist. Anschließend wird
der Elektromotor reversiert und erfolgt die Verstellung des Wagenhebers
in der entgegengesetzten Richtung, solange bis die untere bzw. obere
Endposition, wie durch die Endpositions-Detektionsmittel oder die
Bedienperson angezeigt, erreicht ist. Auf diese Weise lassen sich
auch variable Endpositionen für
die Hubbewegung eingeben bzw. erlernen, beispielsweise zur Bereitstellung
unterschiedlicher Wagenhebermodelle.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann
ein Drehbewegungs-Detektionsmittel vorgesehen sein, das die Drehbewegung
und/oder Drehstellung der Hubspindel 17 bzw. des Abtriebsritzels 3 des Elektromotors 100 ständig überwacht,
so dass die Steuereinrichtung in Kenntnis der oberen bzw. unteren
Endposition und der aktuellen Drehbewegung bzw. Drehstellung jederzeit
weiß,
wie viele Drehungen noch ausgeführt
werden können,
bevor die obere bzw. untere Endposition der Hubbewegung erreicht ist.
Auf diese Weise lassen sich auch Bewegungsabläufe realisieren, beispielsweise
einprogrammieren, welche die Drehbewegung des Elektromotors in Abhängigkeit
von der aktuellen Hubposition des Wagenhebers steuern. Beispielsweise
können
so Rampen realisiert werden, die zu Beginn bzw. zum Ende einer jeweiligen
Hubbewegung ausgeführt
werden, während
zwischen den Rampen eine konstante Drehzahl des Elektromotors geregelt
wird.